激光測距儀在連續(xù)檢測制絲線貯柜存料量中的應(yīng)用

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1、激光測距儀在連續(xù)檢測制絲線貯柜存料量中的應(yīng)用張紅亮1，李峰2，崔鴻剛31.河北白沙煙草有限責(zé)任公司保定卷煙廠，河北省保定市玉蘭大街769號，071002.安徽中煙工業(yè)公司蚌埠卷煙廠，安徽省蚌埠市東海路121號，2330103.云南昆明船設(shè)計(jì)研究院，昆明市人民中路6號5樓，650051關(guān)鍵詞：制絲線；激光測距儀；貯柜存料量檢測摘要：制絲線中尋堆布料貯柜存料量的檢測，一直以來是一個(gè)技術(shù)難題，本文介紹了采用激光測距儀間接檢測此類貯柜存料量的方法。并結(jié)合實(shí)際使用情況說明了兩類激光測距的應(yīng)用方法。在最后對新出現(xiàn)的掃描式漫反射激光測距儀的應(yīng)用方式進(jìn)行了介紹

2、。中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識號：文章編號：貯柜是制絲生產(chǎn)線上的物料存貯設(shè)備，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握其存料量對于合理安排生產(chǎn)、及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃等具有重要作用。隨著分組加工工藝的應(yīng)用實(shí)施，需要對多個(gè)模塊按比例進(jìn)行摻配，因此及時(shí)準(zhǔn)確地掌握貯柜的存料量才能夠保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。但由于貯柜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，只能夠通過現(xiàn)場人員的目測確定物料存料量，缺點(diǎn)是不能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)料量的變化。近年來隨著激光測距技術(shù)的發(fā)展，為連續(xù)檢測貯柜存料量提供了一種間接解決方案。本文介紹了3種不同類型激光測距儀在制絲線貯柜存料連續(xù)監(jiān)測中的應(yīng)用，以期為在線連續(xù)監(jiān)測貯柜料量提供一種可行的方法。1儀器結(jié)

3、構(gòu)及工作原理(該節(jié)內(nèi)容最好補(bǔ)充測距儀的種類、結(jié)構(gòu)等方面內(nèi)容，并配上主要涉及類型儀器的結(jié)構(gòu)示意圖等)激光測距儀的工作原理主要是基于測距公式D=ct／2，式中D為被測距離，c為激光的傳播速度，t為激光從發(fā)射到被測目標(biāo)返回發(fā)射端的往返時(shí)間。激光測距儀通常采用兩種測量方式對距離進(jìn)行測量，其檢測原理可分為相位式和脈沖式[1-2]。相位式激光測距儀是用無線電波段的頻率，對激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測定調(diào)制光往返測線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離。該方法的測量精度高可以達(dá)到毫米級，但需要合作目標(biāo)反射鏡。脈沖激光測距原理是，用脈

4、沖激光器向目標(biāo)發(fā)射一列很窄的光脈沖(脈沖寬度小于50ns)，光達(dá)到目標(biāo)表面后部分被反射，通過測量光脈沖從發(fā)射到返回接收機(jī)的時(shí)間，可算出測距機(jī)與目標(biāo)之間的距離。測量誤差在厘米級，但不需要合作目標(biāo)反射鏡。各個(gè)傳感器廠家根據(jù)以上原理開發(fā)出了采用相位監(jiān)測技術(shù)的鏡反射激光測距儀和采用脈沖方式的漫反射激光測距儀6。漫反射式激光測距儀根據(jù)激光束是否可以移動(dòng)又分為固定激光束型和掃描式激光束型。本文將對這三種激光測距儀的應(yīng)用方式進(jìn)行介紹。2不同激光測距儀在貯柜中的應(yīng)用貯柜為制絲線重要的物料存儲設(shè)備，其存料部分接近為一個(gè)長方體，根據(jù)不同的存貯量其柜長可以到80米以

5、上、柜寬可以到達(dá)8米、存料深度可以到3米，物料由貯柜頂部的輔料車進(jìn)行布料。根據(jù)工藝要求布料方式分為：①布料車沿貯柜長度方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的條播布料；②布料車根據(jù)物料的當(dāng)前位置在其尾部追加布料的尋堆布料方式。由于條播布料方式采取的是進(jìn)柜后再出柜的方式，因此檢測物料存量可以通過安裝于貯柜底部的接近開關(guān)計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)算。而尋堆布料方式是物料可以邊進(jìn)邊出，要想準(zhǔn)確地獲取物料存量則較困難，因此可以采取激光測距儀進(jìn)行物料存量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。(1)鏡反射式激光測距儀檢測物料存量。激光測距儀安裝于貯柜出料端，反射板安裝于布料小車車身上，在小車布料過程中測距儀可以實(shí)時(shí)檢測小

6、車的位置，根據(jù)小車位置、布料方向、小車車身長度、盤鏈計(jì)數(shù)值(安裝于貯柜底部的接近開關(guān)通過感應(yīng)計(jì)數(shù)經(jīng)過該接近開關(guān)的貯柜底帶的盤鏈數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出貯柜底帶運(yùn)行的距離）可以計(jì)算出貯柜中剩余的物料量。由于尋堆布料時(shí)物料有兩種方向，見圖1，因此當(dāng)物料面向激光測距儀正向布料時(shí)，其存料計(jì)算公式為：貯柜存料量＝ρ×Ld×D×H式中：ρ為物料密度，Ld為測距長度，D為貯柜寬度，H為貯柜深度。當(dāng)物料背離激光測距儀反向布料時(shí)，其存料計(jì)算公式為：貯柜存料量＝ρ×（Ld＋Lc）×D×H式中：ρ為物料密度，Ld為測距長度，Lc為布料小車長度，D為貯柜寬度，H為貯柜深度。當(dāng)進(jìn)

7、料完成時(shí)，系統(tǒng)記錄最終的進(jìn)料長度，在出料時(shí)通過下式計(jì)算出貯柜存料量：貯柜存料量＝ρ×[Li－(N－1)]×Cp×D×H式中：ρ為物料密度，Li為最終進(jìn)料長度，N為貯柜旁鏈計(jì)數(shù)值，Cp為單位盤鏈長度系數(shù)，D為貯柜寬度，H為貯柜深度。圖1鏡反射式激光測距儀檢測物料存量工作原理圖（正向布料時(shí)）6圖2鏡反射式激光測距儀檢測物料存量工作原理圖（反向布料時(shí)）(2)漫反射式激光測距儀檢測物料存量。由于漫反射不需要安裝反射板，因此可以直接照射到物料上，從而獲取物料的長度，然后計(jì)算出物料存料。在使用漫反射測距儀時(shí)，測距儀安裝于貯柜的尾部，通過透明的檢查窗口照射到

8、物料上，見圖2，其計(jì)算存料量的公式為：貯柜存料量=ρ×(Le－Ld)×D×H式中：ρ為物料密度，Le為有效布料長度，Ld為測距長度，D為貯柜寬度，H為